[发明专利]一种船舶水上安全系统及其数据采集计算方法

权利要求书

1.一种船舶水上安全系统，其特征在于，包括：吃水状态检测子系统、水流参数检测子系统、气象参数检测子系统、安全状态分析子系统以及远程通信报警子系统；

所述吃水状态检测子系统包括吃水值测量设备，所述水流参数检测子系统包括水流参数测量设备，所述吃水值测量设备与水流参数测量设备集成安装在位于船体预定位置的浮态采样点处，用于测量采样点处的吃水读数和水流参数值；

气象参数检测子系统包括风速风压测量设备，风速风压测量设备安装在位于左、右船舷侧的气象采样点，用于测量风速和风压参数值；

所述安全状态分析子系统包括：吃水状态运算模块、航行条件判断模块；其中，所述吃水状态运算模块，用于根据浮态采样点处吃水值测量设备测得的吃水读数，计算船舶的吃水值和/或倾角值，并且将所述吃水值和/或倾角值与预设的报警阈值进行比较，判断船舶是否达到超载报警状态；当达到超载报警状态时，向远程通信模块下达发送超载报警信息的指令；所述航行条件判断模块，用于判断水流速度参数值、风速参数值、风压参数值中的任何一个达到限行报警标准而船舶仍在航行时，则触发限行报警状态，向远程通信模块下达发送限行报警信息的指令；

远程通信报警子系统包括定位模块以及远程通信模块；其中，所述远程通信模块用于响应所述指令，生成并向远程接收对端发送反映超载和/或限行的远程报警信息。

2.根据权利要求1所述的船舶水上安全系统，其特征在于，按照以下采样点配置方案I-IV中的任意一个在船体上布置浮态采样点，并在各浮态采样点处安装所述吃水值测量设备和水流参数测量设备：

采样点配置方案I：船体舯部左舷、右舷各设置一个浮态采样点，共2个采样点；

采样点配置方案II：船体艏、舯、艉部的左舷、右舷各设置一个浮态采样点，共6个采样点；

采样点配置方案III：船体艏、舯部的左舷、右舷各设置一个浮态采样点，共4个采样点；

采样点配置方案IV：船体舯部、艉部的左舷、右舷各设置一个浮态采样点，共4个采样点。

3.根据权利要求2所述的船舶水上安全系统，其特征在于，吃水状态运算模块如下计算采样点处的吃水值：

7xy＝Hxy+hxy；

其中下标x，y表示浮态采样点位置，其中x取值为1时表示浮态采样点位于舯部，x取值为2时表示浮态采样点位于艏部，x取值为3时表示浮态采样点位于艉部；y取值为1时表示浮态采样点位于左舷，y取值为2时表示浮态采样点位于右舷；Txy表示浮态采样点的吃水值；Hxy表示浮态采样点在型深方向的高度值；hxy表示浮态采样点处的测量设备测得的吃水读数。

4.根据权利要求3所述的船舶水上安全系统，其特征在于，吃水状态运算模块采用的所述报警阈值包括设计吃水值；并且，

当舯部两个浮态采样点的吃水值T11和T12均大于设计吃水值且保持预定时长，则吃水状态运算模块判断达到超载报警状态；或者，当艏部、舯部、艉部左舷、右舷均布置浮态采样点，并且其中任意4个浮态采样点的吃水值均大于设计吃水值且保持预定时长，则吃水状态运算模块判断达到超载报警状态。

5.根据权利要求2所述的船舶水上安全系统，其特征在于，吃水状态运算模块根据各浮态采样点的吃水读数，如下计算横倾角：

下标x表示船体位置，其中x取值为1时表示舯部，x取值为2时表示艏部，x取值为3时表示艉部；表示艏部、舯部或艉部的横倾角；Tx1表示艏部、舯部或艉部左舷浮态采样点的吃水值；Tx2表示艏部、舯部或艉部右舷浮态采样点的吃水值；Bx1表示艏部、舯部或艉部左舷浮态采样点在船宽方向上的位置值；Bx2表示艏部、舯部或艉部右舷浮态采样点在在船宽方向上的位置值。

6.根据权利要求5所述的船舶水上安全系统，其特征在于，吃水状态运算模块采用的所述报警阈值包括横倾角阈值；当艏部横倾角舯部横倾角和艉部横倾角当中任意一个的绝对值大于横倾角阈值时，吃水状态运算模块判断达到超载报警状态。